JPH1164069A - 溶融液面計 - Google Patents

溶融液面計

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JPH1164069A
JPH1164069A JP22231397A JP22231397A JPH1164069A JP H1164069 A JPH1164069 A JP H1164069A JP 22231397 A JP22231397 A JP 22231397A JP 22231397 A JP22231397 A JP 22231397A JP H1164069 A JPH1164069 A JP H1164069A
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electrode
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melt
detecting
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Nobuo Ito
信雄 伊藤
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Asahi Glass Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/24Automatically regulating the melting process
    • C03B5/245Regulating the melt or batch level, depth or thickness

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶融素地コンモン帯電電圧の影響を受けずに溶
融物の液位計測を可能にするとともに、素地表面の泡層
の誤検出を防止する。 【解決手段】高周波電源装置18を用いるとともに、検
出用電極40、42を含む検出電極回路16と検出回路
14とを変圧器28を介して絶縁し、検出電極回路16
のインピーダンス変化を検出回路14のデジタルメータ
30によって電圧変化として検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は溶融液面計に係り、
特に溶融ガラス等の導電性溶融物の液位を計測するのに
好適な溶融液面計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス製造に用いられる窯は、溶
融窯、清澄槽、冷却槽及びメタルバスから構成され、冷
却槽に素地面計が設置されている。従来の素地面計は溶
融ガラスの上方に上下移動自在な電極Gと溶融ガラス中
に浸漬される電極Hと、を有し、電極Gの上下移動によ
る両電極間の電圧変化を真空管を介して増幅して検出す
るものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の素地面計は電圧動作型でありノイズに弱く、溶融ガ
ラスの帯電による外乱(素地コンモン電圧)によって誤
動作し易いという欠点がある。従来、素地面計は冷却槽
に設置されていたために電気加熱による素地コンモン帯
電電圧も小さく、計測への影響も殆ど問題と成らなかっ
た。ところが、近年、清澄槽と冷却槽とを省略した減圧
脱法式の新たな窯の構成が提案されるに至り、電気加熱
によってガラス素地が帯電した状態で素地面を計測する
ことが要請されている。
【0004】この種の新たな窯に対して従来の素地面計
を用いると素地コモン帯電電圧が大きく、正確な計測が
出来ないという問題がある。また、従来の素地面計では
素地表面の泡層によって誤動作するという問題もある。
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、素地
コンモン帯電電圧の影響を受けず、また素地表面の泡層
による誤検出を防止することができる溶融液面計を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、溶融物の上方に上下移動自在に支持され
溶融物の液面に対して接触/退避可能な第1電極と、溶
融物中に浸漬された第2電極と、を有し、前記両電極間
の抵抗変化を利用して溶融物の液位を検出する溶融液面
計において、前記第1及び第2電極を含む検出電極回路
と、前記検出電極回路と絶縁され前記第1電極の上下移
動に応じた前記検出電極回路のインピーダンス変化を相
互誘導作用を利用して検出する検出回路と、を備えたこ
とを特徴としている。
【0006】本発明によれば、第1及び第2電極を含む
検出電極回路のインピーダンスは、第2電極の上下移動
に応じて変化する。このインピーダンス変化に基づく検
出電極回路の電流・電圧の変化を相互誘導作用によって
検出回路側に伝え、検出電極回路と絶縁された検出回路
によって検出電極回路のインピーダンス変化を検出して
いる。このように、検出電極回路と検出回路とを絶縁し
たことにより、溶融物の帯電電圧の外乱成分の影響を排
除することができる。
【0007】具体的には、検出回路と検出電極回路との
間に変圧器を介在させ、前記検出回路を変圧器の一次側
コイルと接続し、検出電極回路を前記変圧器の二次側コ
イルと接続することによって両者を絶縁するとともに、
該変圧器を介して検出電極回路のインピーダンス変化を
検出回路側で検出する態様がある。また、検出電極回路
の第1及び第2電極間に検出用の電圧を供給する電源と
して商用周波数よりも高い周波数の高周波電源を用い、
前記検出電極回路中に前記高周波電源の周波数成分を通
過させるとともに該高周波電源の周波数成分以外の周波
数成分及び又は直流成分を低減するフイルタ手段を設け
ることによって、商用周波数のノイズ成分を一層効果的
に除去することができる。
【0008】更に、フイルタ手段としてコンデンサとリ
アクトルとから成るフイルタを用いれば、検出電極回路
の直流電流を除去することができ、溶融物の電解泡の発
生を防止できるとともに、電極の直流電喰を防止でき
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る溶融液面計の好ましい実施の形態について詳説する。
図1には、本発明に係る溶融液面計をガラス素地面計に
適用した例が示されている。このガラス素地面計10
は、主として、電源部12、検出回路14、及び検出電
極回路16から構成される。電源部12は高周波電源装
置18を有し、例えば、AC100V、50Hzの商用
電源から単相交流の供給を受け、100V、2kHzの
単相交流を提供する。この高周波電源装置18は変圧器
20の一次側コイル21と接続され、この変圧器20を
介して検出回路14側に交流電圧が供給される。
【0010】変圧器20の2次側にはV1 (例えば20
V)用のコイル23、24が2回路直列に設けられてお
り、検出回路14にはV1 +V1 (例えば40V)の交
流が供給される。また、この検出回路14は、バランス
抵抗26、変圧器28の1次側コイル29及びデジタル
メータ30を含み、デジタルメータ30は、スイッチ3
2の接点の切り換えに応じてバランス抵抗電圧、バラン
ス電圧、検出電圧を検出表示可能となっている。
【0011】バランス抵抗26は固定抵抗器(SR)3
4と可変抵抗器(VR)36とから成り、可変抵抗器3
6の抵抗値を適宜調整できるようになっている。変圧器
28には巻数比1のものが用いられ、該変圧器28を介
して検出電極回路16側に交流電圧が供給されるととも
に、検出電極回路16(2次側)のインピーダンス変化
による電流変化が相互誘導作用によって検出回路14
(1次側)に伝えられる。
【0012】検出電極回路16は、第1電極40、アー
ス電極(第2電極)42、変圧器28の2次側コイル4
4、及びフイルタ46から成り、変圧器28によって前
記検出回路14と絶縁されている。高温溶融ガラス50
を収容した収容槽52の上方には第1電極40が上下移
動自在に設けられ、この第1電極40はモータ54の駆
動又は手動操作によって昇降可能となっている。
【0013】一方、収容槽52の溶融ガラス50中には
第2電極42が浸漬されており、第1及び第2電極4
0、42は変圧器28の二次側コイル44の両端にそれ
ぞれ接続されている。尚、第1及び第2電極40、42
は、共に白金等の耐蝕性の高い材料で形成されている。
変圧器28と第1電極40との間にはコンデンサ(C)
56とリアクトル(L)58から成るフイルタ46が設
けられ、該フイルタ46によって高周波電源の周波数成
分(2kHz)を共振通過させるとともに、その他の周
波数成分(直流成分も含む)が低減される。例えば、高
周波電源装置18として2kHzの電源を用いた場合に
は、コンデンサ56として1μF、リアクトル58とし
て6.3mHのものが用いられる。
【0014】次に、上記の如く構成されたガラス素地液
面計の作用について説明する。先ず、電源を投入して、
第1電極40が溶融ガラス50の液面50Aから退避し
た初期位置にセットする。この初期位置において、スイ
ッチ32の可動接片32Aを第2接点32Cと接続す
る。そして、デジタルメータ30の表示が一番最小ボル
トを表示するようにデジタルメータ30のキャリブレー
ションを行う。尚、収容槽52に保持された溶融ガラス
50は、電気加熱によって約1400〜1500度と高
温の状態にあり、第1電極40が液面に接触していない
状態であっても検出電極回路16に電流が流れる。
【0015】次に、スイッチ32の可動接片32Aを第
3接点32Dと接続し、検出感度の設定を行う。即ち、
溶融ガラス50の種類に応じて可変抵抗器36の抵抗値
を適宜調節し、適切な検出電圧(例えば、28V)に設
定する。その後、スイッチ32の可動接片32Aを第1
接点32Bと接続するとともに、モータ54の駆動又は
手動操作によって第1電極40を下降させる。第1電極
40が溶融ガラス50の液面50Aに近づくにつれて第
1電極40と第2電極42との間の電気抵抗(検出電極
間抵抗)は次第に低下し、検出電極回路16に流れる電
流が変化する。特に、第1電極40が溶融ガラス50の
表面に発生する泡層のレベルに達した位置から第1電極
40が真の液面50Aに接触するまでの区間において両
電極間の電気抵抗は顕著に変化する。
【0016】かかる検出電極回路16のインピーダンス
変化に基づく検出電極回路16の電流変化は、変圧器2
8の相互誘導作用によって検出回路14側に伝えられ
る。即ち、検出電極回路16のインピーダンス変化に応
じて変圧器28の一次側コイル29の両端の電圧が変化
し、バランス抵抗26の両端電圧もそれに応じて変化す
る。
【0017】この電圧変化を検出回路14のデジタルメ
ータ30で検出し、デジタルメータ30の表示パネルに
数値表示する。スイッチ32の可動接片32Aが第1接
点32Bに接続されている場合には、上記インピーダン
スの変化はバランス抵抗26の両端電圧の変化として検
出され、第1電極40が溶融ガラス50の液面50Aに
近づくにつれてデジタルメータ30の電圧表示が次第に
大きい値を示すようになる。
【0018】一般に溶融ガラス50は、電気加熱用の電
気ブースターによって帯電し、数V〜100V程度の電
圧(素地コンモン電圧)を有しているが、かかる素地コ
ンモン電圧による上述の検出系への外乱は、商用周波数
(50Hz又は60Hz)付近のものであり、上記構成
のガラス素地液面計10では、かかる周波数成分のノイ
ズはフイルタ46によって低減され、検出電極回路16
と絶縁された検出回路14には伝わらない。これによ
り、検出回路14側では素地コンモン電圧の影響を受け
ない検出が可能となる。
【0019】また、検出電極回路16に設けたコンデン
サ56によって直流電流成分を除去しており、第1及び
第2電極40、42近傍の電解泡の発生を防止できると
ともに、白金電極の直流電喰を防止することができる。
図2には、デジタルメータ30の表示電圧(V)と検出
電極間の電気抵抗(R)との関係を示すV−R曲線の一
例が示されている。尚、この種のV−R曲線は溶融ガラ
ス50の種類や検出電圧(検出感度)の設定等によって
異なったカーブを描く。
【0020】上述のように第1電極40を下降させなが
らデジタルメータ30の電圧値を観察し、その電圧値か
ら図2のV−R曲線を用いて検出電極間の電気抵抗を求
めることができる。本例では、デジタルメータ電圧が3
3.7Vの時に第1電極40が溶融ガラス50の真の液
面(素地面)50Aに接触した(CLOSED) と判断し、デ
ジタルメータ電圧が9.1Vの時に第1電極40が溶融
ガラス50の表面の泡層よりも上方に退避した(OPEN)
と判断する。こうして、溶融ガラス50の素地面の高さ
(液位)を正確に計測することができる。
【0021】上記構成のガラス素地面計によれば、素地
コンモン電圧の影響を受けない検出が可能となり、ま
た、検出電圧のレベルを適宜設定することによって素地
表面の泡の誤検出を防止し、真の素地面レベルを検出す
ることができる。従って、このガラス素地面計10は清
澄槽と冷却槽とを省略した減圧脱法式の窯にも適用する
ことができ、ガラス素地面計と原料投入機とを連動させ
て溶解量(プール)一定の制御を行うことが可能とな
り、ガラスの安定生産に貢献することができる。
【0022】尚、図1に示した高周波電源装置18とフ
イルタ46とを省略した構成も可能であり、図示しない
連動スイッチによって高周波電源装置18及びフイルタ
46を利用する態様と、これらを利用しない態様とに切
り換えることができるようにしてもよい。この場合、溶
融ガラス50の帯電電圧が小さい場合には、高周波電源
装置18及びフイルタ46を利用しない回路形態に切り
換え、商用周波数の電源を用いた検出を行うことができ
る。
【0023】上記実施の形態では、高周波電源装置18
として2kHzの電源を用いた場合を例に説明したが、
高周波電源装置18の周波数はこれに限られない。実際
には数百Hz以上の高周波域において適宜選択すること
ができるが、現状において汎用性の部品を用いて回路を
設計することを考慮すると100Hz以上5kHz以下
の範囲内の周波数を用いることが望ましい。
【0024】また、図1に示した回路は、本発明の実施
形態の一例であり、電源部、検出回路、検出電極回路の
具体的な回路構成は種々の態様が可能であり、図1に示
したものに限られない。上記実施の形態は、本発明をガ
ラス素地面計に適用した場合を例に説明したが、本発明
は導電性を有する溶融物の液位を検出する液面計に広く
応用することができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る溶融液
面計によれば、第1及び第2電極を含む検出電極回路と
前記両検出電極間の抵抗変化を検知する検出回路とを絶
縁し、両検出電極間の抵抗変化による検出電極回路のイ
ンピーダンス変化を相互誘導作用によって検出回路側で
検出可能にしたので、溶融物の帯電電圧の外乱成分の影
響を受けることなく、液面レベルの検出を行うことがで
きる。
【0026】特に、電源として商用周波数よりも高い周
波数の高周波電源を用い、前記検出電極回路に前記高周
波電源の周波数成分を通過させるとともに該高周波電源
の周波数成分以外の周波数成分及び又は直流成分を低減
するフイルタ手段を設けることによって、商用周波数の
ノイズ成分を一層効果的に除去することができる。更
に、フイルタ手段としてコンデンサとリアクトルとから
成るフイルタを用いれば、検出電極回路の直流電流を除
去することができ、電解泡の発生を防止できるととも
に、電極の直流電喰を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るガラス素地面計の構
成を示す図
【図2】図1のデジタルメータの表示電圧(V)と検出
電極間の電気抵抗(R)との関係を示すV−R曲線の一
例を示すグラフ
【符号の説明】
10…ガラス素地面計 12…電源部 14…検出回路 16…検出電極回路 18…高周波電源装置 28…変圧器 30…デジタルメータ 40…第1電極 42…第2電極 46…フイルタ 50…溶融ガラス(溶融物) 50A…液面 54…モータ 56…コンデンサ 58…リアクトル

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融物の上方に上下移動自在に支持され
    溶融物の液面に対して接触/退避可能な第1電極と、溶
    融物中に浸漬された第2電極と、を有し、前記両電極間
    の抵抗変化を利用して溶融物の液位を検出する溶融液面
    計において、 前記第1及び第2電極を含む検出電極回路と、 前記検出電極回路と絶縁され前記第1電極の上下移動に
    応じた前記検出電極回路のインピーダンス変化を相互誘
    導作用を利用して検出する検出回路と、 を備えたことを特徴とする溶融液面計。
  2. 【請求項2】 前記検出回路と前記検出電極回路との間
    に変圧器を介在させ、前記検出回路は前記変圧器の一次
    側コイルと接続されるとともに、前記検出電極回路は前
    記変圧器の二次側コイルと接続されることを特徴とする
    請求項1の溶融液面計。
  3. 【請求項3】 前記検出電極回路の第1及び第2電極間
    に電圧を付与する電源として商用周波数よりも高い周波
    数の高周波電源が用いられることを特徴とする請求項1
    又は2の溶融液面計。
  4. 【請求項4】 前記高周波電源の周波数は100Hz以
    上5kHz以下の範囲内であることを特徴とする請求項
    3の溶融液面計。
  5. 【請求項5】 前記検出電極回路に前記高周波電源の周
    波数成分を通過させるとともに該高周波電源の周波数成
    分以外の周波数成分及び又は直流成分を低減するフイル
    タ手段が設けられたことを特徴とする請求項3の溶融液
    面計。
  6. 【請求項6】 前記フイルタ手段は、コンデンサとリア
    クトルとから成ることを特徴とする請求項5の溶融液面
    計。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005265589A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Nohken:Kk 液位検出装置
CN108931283A (zh) * 2017-05-22 2018-12-04 九阳股份有限公司 一种水槽的水位检测方法和装置
CN113739873A (zh) * 2021-08-25 2021-12-03 云南国钛金属股份有限公司 一种电解槽液位测量装置及方法

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